专利名称：会话QoS控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及采用SIP协议的通信，特别涉及根据用户级别信息对网络上的路由器进行QoS(Quality of service)控制的会话QoS控制装置、会话QoS控制系统和方法。
背景技术：
在IP电话那种1对1的对等型端到端通信方式中，通过以由标准命令请求文件RFC(Request of Comments)3261所规定的SIP(Session Initiation Protocol)协议为代表的会话控制协议，在用户通信终端之间确立会话，在此基础上进行声音和影像这样的实时数据的通信。就SIP来说，是通过对会话控制信息进行中继的SIP服务器，来进行作为通信对象的终端的检索和终端信息、端到端通信信息等的会话管理。另外，在将呼叫用户的请求和被叫用户的会话状态保持在会话管理数据库中的同时，对用户进行会话控制。
另一方面，在通信媒体和ISP(Internet Service Provider)等的网络运营商中，通信质量方法和路径控制方法被称为策略(policy)，通过对这些策略进行一元化管理的策略服务器，来控制构建网络的多个节点，以控制网络QoS。作为这些策略服务器的协议，由标准命令请求文件RFC(Request of Comments)2748规定的COPS(Common OpenPolicy Service)协议已为众所周知，该标准命令请求文件RFC由IETF(Internet Engineering Task Force)进行制作、并通过IAB(InternetArchitecture Board)来发行。
例如，为了进行对特定数据包优先中继的优先控制，对配置在网络边界的被称为节点的中继节点，将流入网络内的特定数据包分类为多个优先控制级别，并将与级别相应的被称为DSCP(Diffserv CodePoint)的值设定为数据包的标题。由节点设定出DSCP值的数据包的优先控制，是通过下述被称为Diffserv(Differentiated Services)的技术来进行的，并用于如IP(Internet Protocol)电话等那样，使声音数据包和影像数据包这样的实时数据包在IP网络上的传送延迟变小。上述Diffserv技术通过配置于网络内部的被称为核心节点的中继节点，根据接收到的数据包标题中的DSCP值，按照所预先确定的规则来进行优先控制传送。
图10表示出了现有的会话QoS控制装置，由会话管理数据库150、会话信息解析单元、用户通信终端和路由器管理数据库170和路由器通信单元构成。
关于将与VoIP通信终端有关的会话QoS全部预先在节点中设定的方法，随着网络的大规模化和VoIP用户的增加，会使节点的负载增加，招致实时数据包的数据包中继延迟的增大。还有，对于VoIP客户的实时状况变化，QoS的设定变更等也不能进行实时应对。再者，由于SIP技术是第7层的技术，所以不能直接控制网络的QoS。
另外，由于在策略服务器中不能检测出VoIP通信终端的会话通信的开始和结束，所以策略服务器的操作员必须根据VoIP通信的开始和结束来对节点的策略进行设定。另外，也必须对用户状况的变化和会话状况的变化进行策略设定。但是，若网络规模变大，则策略的设定也会频繁进行，由操作员进行的设定将难以适应。
发明内容
因此，本发明的目的是在可进行QoS策略设定的用户会话通信中提供会话QoS控制方式，该会话QoS控制方式通过向SIP用户级别数据库中追加QoS信息，根据SIP用户级别数据库和SIP信息对每个用户的QoS请求进行解析，并对与通信终端连接的节点设定QoS，也不需要由操作员进行的策略设定，并且会防止因不需要的策略设定而引起的节点的数据包中继延迟和终端的负载增加。
为达到上述目的，本发明的会话QoS控制装置，具有会话管理数据库，用来存储对会话控制信息进行发送接收的用户通信终端之间的会话管理信息；用户通信终端和路由器管理数据库，用来存储路由器管理信息，该存储路由器管理信息中保持有与网络连接的节点和用户通信终端之间的连接信息；会话信息解析单元，在与上述用户终端之间对会话进行分析并加以传送；其特征在于，还具有用户级别数据库，用来存储用户级别信息，该用户级别信息可用于通过上述会话信息解析装置来决定通信对方的用户通信终端的用户请求；会话QoS控制单元，根据上述会话管理信息、上述用户通信终端·路由器管理信息、和上述用户级别信息，来决定用户会话质量策略。
本发明提供一种会话QoS控制系统，该系统具有会话QoS控制装置、与上述会话QoS控制装置进行通信的的通信终端、和路由器，上述会话QoS控制装置包括会话管理数据库，用来存储对会话控制信息进行发送接收的用户通信终端之间的会话管理信息；用户通信终端和路由器管理数据库，用来存储路由器管理信息，该存储路由器管理信息中保持有与网络连接的节点和用户通信终端之间的连接信息；会话信息解析单元，在与上述用户终端之间对会话进行分析并加以传送；上述会话QoS控制装置还具有用户级别数据库，用来存储用户级别信息，该用户级别信息可用于通过上述会话信息解析装置来决定通信对方的用户通信终端的用户请求；
会话QoS控制单元，根据上述会话管理信息、上述用户通信终端·路由器管理信息、和上述用户级别信息，来决定用户会话质量策略；上述通信终端具备用户会话状态检测装置，用于检测上述通信终端的用户状态和会话QoS状态的变化，并能够发送其结果。
上述路由器根据来自上述会话QoS控制装置的指令，设定用户会话QoS策略。
本发明提供一种会话QoS控制方法，其特征在于，在具有通信终端、路由器和会话QoS控制装置的系统中，通过通信终端检测包括会话状况的变化和用户状态的变化的会话状态信息，根据该检测的会话状态信息，在会话管理数据库中检索当前的会话管理信息；在用户级别数据库中检索登录的用户要求信息，分析用户会话信息，以便决定会话的动作；根据上述分析的结果，将质量控制指令向路由器发送；根据上述发送的质量控制指令，在上述路由器设定用户会话QoS策略。
图1是说明本发明的会话QoS控制方式的框图。
图2说明的是采用本发明会话QoS控制方式的网络结构示例。
图3是本发明会话QoS控制方式的动作流程图。
图4是表示出采用本发明会话QoS控制装置的通信终端之间的QoS设定步骤的流程图。
图5是表示本发明会话QoS控制方式的QoS设定步骤的流程图。
图6是表示出采用本发明会话QoS控制装置的用户级别数据库结构示例的表格图。
图7是表示出采用本发明会话QoS控制装置的INVITE信息和OK信息内的用户会话信息示例的说明图。
图8是表示出采用本发明会话QoS控制装置的会话信息管理数据库结构示例的表格图。
图9是表示出采用本发明会话QoS控制装置的用户通信终端·路由器管理数据库结构示例的表格图。
图10是现有的会话QoS控制装置。
具体实施例方式
下面，将采取下述情形作为一个示例，对本发明的实施方式予以说明，该情形是作为应用程序使用VoIP，作为用户会话控制协议使用SIP(Session Initiation Protocol)，作为策略设定协议使用CLI(Command Line Interface)。但是，并不限定于此。
图1是适合本发明会话QoS控制方式的会话QoS控制装置10的框图。本发明的会话QoS控制装置10包括会话管理数据库150，用来存储用户通信终端之间的会话管理信息201；用户级别数据库160，用来存储表示出用户状况和用户请求的用户级别信息202；用户通信终端·路由器管理数据库170，用来保持节点和用户通信终端之间的连接信息；会话信息解析装置110，对通过下述的检测装置140所取得的用户会话信息、会话管理信息201和用户级别信息202进行中继及解析；会话QoS控制装置120，根据会话信息解析装置110解析的会话解析结果信息205和用户通信终端·路由器管理信息206，来决定用户通信终端之间的会话QoS策略207；路由器控制装置130，根据QoS控制装置120决定的会话QoS策略207和用户通信终端·路由器管理信息206，检索应设定QoS的节点，生成会话QoS命令208，并向该路由器发送上述会话QoS命令。这里，用户级别信息作为初始状态预先设定。此外，用户通信终端·路由器管理信息也预先设定。
VoIP终端设置有用户会话状态检测装置140，对通信终端的用户状态和会话通信状态的变化进行检测，并可以发送用户会话信息。
在上述结构中，在IP网络上的VoIP通信过程中将从VoIP终端20发送的SIP信息传送给会话QoS控制装置10，并根据VoIP用户级别生成会话QoS策略，并用CLI对与VOIP通信终端连接的节点30进行QoS设定。
图2说明的是可进行QoS控制的IP网络使用Diffserv中的IP网络时，采用本发明会话QoS控制方式的网络结构示例。更为具体地说，表示通过可进行QoS控制的IP网络，与具有IP地址1192.168.10.1的VoIP终端20a、具有IP地址192.168.20.1的VoIP终端20b进行会话QoS控制时的网络结构和动作。
在VoIP通信终端20a和VoIP通信终端20b开始通信时，对具有IP地址192.168.100.10的会话QoS控制装置10a传送SIP信息。VoIP通信终端20a所发送的SIP信息通过本发明的会话QoS控制装置10a传送给具有IP地址192.168.100.20的会话QoS控制装置10b，并发送给VoIP通信终端20b。此时，会话QoS控制装置10a、10b对各个SIP信息进行解析，根据用户级别数据库160来决定会话QoS策略。生成的会话QoS策略从各个会话QoS控制装置用CLI发送给与通信终端连接的IP地址192.168.100.1的边缘节点30a、IP地址192.168.100.2的边缘节点30b。此时，不一定只是边缘节点，也可以向核心节点发送会话QoS策略。由此，通过在各个边缘节点上设定QoS，可以优先传送VoIP数据包并保证VoIP服务的质量。
图3是本发明的会话QoS控制方式的动作流程图。在此，采用适合本发明会话QoS控制方式的会话QoS控制装置10，予以说明。
首先，在用户会话状态检测装置140中，检验会话状况的变化及用户状态的变化(301)。例如，在VoIP应用的场合下，检验会话的音质变化，或因会话的用户移动而引起的IP地址的变化等。在检测出变化的场合下，将用户会话信息发送给会话QoS控制装置10。会话信息解析装置110根据用户会话信息，检索会话管理数据库，判定会话的动作(302)。例如，作为用户会话信息，SIP信息有VoIP终端的IP地址和端口号等，还有连接对方的IP地址等。另外，声音和图象等媒体信息也可以从SIP信息提取，也可以进行依照媒体信息的QoS设定。
其次，会话信息解析装置110检验是否检测到会话结束(303)。在检测到会话结束的场合下，生成清除会话QoS策略的会话QoS解除命令，并发送到该节点，解除QoS的设定(304)。例如，在使用Differserv技术的场合下，会生成下述的策略并发送到相应的节点以解除QoS设定，该策略用来清除对相应的会话的DSCP值。在该动作之后，根据会话信息解析结果对会话管理数据库进行更新(307)。
另一方面，在未检测到会话结束的场合下，会话信息解析装置110检测用户级别数据库，检索该用户的QoS请求，并解析会话信息(305)。接着，决定会话QoS策略，制作QoS设定命令，并发送到相应的节点(306)。例如，在使用Differserv技术的场合下，在决定对会话的DSCP值之后生成会话QoS策略，发送到相应的节点，解除QoS设定。在该动作之后，根据会话信息解析结果对会话管理数据库进行更新(307)。
图4是表示采用本发明会话QoS控制装置的通信终端之间的QoS设定步骤的流程图。通过下述示例加以表示，即作为用户会话控制协议使用SIP(Session Initiation Protocol)，作为应用程序使用VoIP的示例。
VoIP通信终端A(20a)首先向会话QoS控制装置A(10a)发送表示会话概率请求的INVITE信息401。接收到INVITE信息的会话QoS控制装置A(10a)对INVITE信息中存储的会话信息进行解析，并将会话信息保持在会话管理数据库中，将INVITE信息402传送给会话QoS控制装置B(10b)。会话QoS控制装置B(10b)同样地将INVITE信息403发送给VoIP通信终端B(20b)。
接收到INVITE信息的VoIP通信终端B完成会话确立准备后，将OK信息404传送给会话QoS控制装置B(10b)。接收到OK信息404的会话QoS控制装置B(10b)将OK信息405传送给会话QoS控制装置A(10a)。当会话QoS控制装置A(10a)同样地将OK信息406传送给VoIP通信终端A，则接收到OK信息的VoIP通信终端A确立会话，并将表示VoIP通信开始的ACK信息407传送给会话QoS控制装置A(10a)。
接收到ACK信息的会话QoS控制装置A(10a)根据会话管理数据库中保持的会话信息，对用户会话信息进行解析，生成QoS命令，并检索路由器管理数据库，将会话QoS命令409发送给该节点A(408)。
节点A(30a)依据接收到的会话QoS命令，对用户会话进行QoS的设定，并向会话QoS控制装置A(10a)应答表示设定完成的会话QoS报告410。
接收到会话QoS报告的会话QoS控制装置A(10a)将ACK信息412发送给会话QoS控制装置B(10b)(411)。但是，在此即使不一定要从节点A接收会话QoS报告，也可以转移到下面的动作。
接收到ACK信息的会话QoS控制装置B(10b)对于节点B，同样地将会话QoS命令414发送给该节点B(413)。节点B同样根据会话QoS命令，对用户会话进行QoS的设定，并向会话QoS控制装置B(10b)应答表示设定完成的会话QoS报告415。接收到该会话QoS报告的会话QoS控制装置B(10b)将ACK信息417发送给VoIP通信终端B(20b)。
通过上面所说明的动作，QoS设定完成，并且来自VoIP通信终端A(20a)的VoIP数据包420通过节点A(30a)来设定QoS控制(421)，来自VoIP通信终端B(20b)的VoIP数据包422通过节点A(30b)来设定QoS控制(423)，网络50进行采用QoS控制的数据包传送。
图5是表示出本发明会话QoS控制方式的QoS设定步骤的流程图。
VoIP通信终端具有的用户会话状态检测装置140将检测到的用户会话信息发送给会话QoS控制装置具有的会话信息解析装置110(501)。会话信息解析装置依据接收到的用户会话信息，从会话管理数据库检索当前的会话管理信息(502)，从用户级别数据库检索注册的用户请求信息(503)，并且为了决定会话的动作而解析用户会话信息(504)。在此，所谓用户会话信息包括SIP信息、通过VoIP通信终端测出的声音质量、及随着用户移动的会话状况的变化等。
对会话状况进行了解析的会话信息解析装置根据其解析结果，更新会话管理数据库(505)，并更新用户级别数据(506)，将会话解析结果发送给会话QoS控制装置(507)。
接收到会话解析结果的会话QoS控制装置120从用户通信终端·路由器管理数据库检索用户和网络的连接信息(508)，将处理结果更新到用户通信终端·路由器管理数据库中(510)，生成会话QoS命令(509)，检索路由器管理数据库，并通过会话QoS命令、路由器通信装置(511)发送给该节点(512)。
图6是表示出采用本发明会话QoS控制装置的用户级别数据库结构示例的表格图。
用户级别数据库是用来存储根据用户的请求来控制会话状态所需的信息。例如，在SIP URL中，可以根据用户的状态和会话的状况来变更QoS请求。在本示例中，各行对应于1个SIP URL(UniformResource Locator)、位置信息等其他的项目组合，在某位用户的SIPURL是SIPuserA@192.168.100.10并且该用户的位置是办公室(office)之时，将QoS的设定级设定为最高等级(Gold)。另外，即使是同一个用户而用户的位置是自家(home)时，将QoS的设定级设定为最低等级(NA)。
图7是表示采用了本发明的会话QoS控制装置的SIP信息的INVITE信息和OK信息内的用户会话信息示例的说明图。
在SIP中，用SDP(Session DescrIPtion Protocol)来描述会话信息，在图7的示例中，表示发送源IP地址为102.168.10.1、发送对方IP地址为192.168.20.1、发送源端口号为49170、发送数据的媒体使用声音(Audio)、及发送协议使用RTP(Realtime Transport Protocol)。
图8是表示采用本发明会话QoS控制装置的会话信息管理数据库结构示例的表格图。
会话信息管理数据库是用来存储用于识别各个会话的信息。在本示例中，各行对1个会话通信来说包括作为唯一识别SIP中的会话的信息的Call-ID、To-tag、From-tag；会话通信的发送源IP地址及端口号；发送对方IP地址；数据包的优先中继控制级。在此，作为数据包的优先中继控制级，以采用Diffserv技术时的DSCP值为一例来使用。
图9是表示采用本发明会话QoS控制装置的用户通信终端·路由器管理数据库结构示例的表格图。
用户通信终端·路由器管理数据库是在进行QoS控制时用于存储用户通信终端信息和路由器的连接信息等，具体地说在IP网络内使用IP地址等。在本示例中，各行对应于1个通信终端，并由VoIP通信终端的IP地址、和对该通信终端设定QoS优先控制的节点的IP地址来构成。
如上所述，如果采用本发明，则能够在可进行QoS策略设定的VoIP通信中，向SIP用户级别数据库追加QoS信息，并对SIP用户会话的QoS请求进行解析，使每个用户会话的QoS设定成为可能。另外，也不需要由操作员进行策略设定，并且可以防止因不需要的策略设定而引起的节点的数据包中继延迟和终端的负载增大。
权利要求
1.一种会话QoS控制装置，具有会话管理数据库，用来存储对会话控制信息进行发送接收的用户通信终端之间的会话管理信息；用户通信终端和路由器管理数据库，用来存储路由器管理信息，该存储路由器管理信息中保持有与网络连接的节点和用户通信终端之间的连接信息；会话信息解析单元，在上述用户终端间对会话进行分析并加以传送；其特征在于，还具有用户级别数据库，用来存储用户级别信息，该用户级别信息可以用于由上述会话信息解析装置决定通信对方的用户通信终端的用户请求；会话QoS控制单元，根据上述会话管理信息、上述用户通信终端·路由器管理信息、和上述用户级别信息，来决定用户会话质量策略。
2.根据权利要求1的会话QoS控制装置，其特征为可以在上述用户级别信息中预先存储QoS信息。
3.根据权利要求1的会话QoS控制装置，其特征为具备路由器控制装置，用于根据由上述会话QoS控制单元决定的QoS策略、和上述用户通信终端·路由器管理信息，检索应设定QoS的节点，生成会话QoS命令，并向相应的路由器发送上述会话QoS命令。
4.根据权利要求3的会话QoS控制装置，其特征为可以在上述用户级别信息中预先存储QoS信息。
5.根据权利要求3的会话QoS控制装置，其特征为具备路由器控制单元，用于根据由上述会话QoS控制单元决定的QoS策略和上述用户通信终端·路由器管理信息，检索应设定QoS的节点，生成会话QoS命令，并向相应的路由器发送上述会话QoS命令。
6.根据权利要求1到5记载的会话QoS控制装置，其特征为上述用户通信终端·路由器管理信息采用用户会话的发送源IP地址、发送对方IP地址、发送端口号。
7.一种会话QoS控制系统，该系统具有会话QoS控制装置、与上述会话QoS控制装置进行通信的的通信终端、和路由器，上述会话QoS控制装置包括会话管理数据库，用来存储对会话控制信息进行发送接收的用户通信终端之间的会话管理信息；用户通信终端和路由器管理数据库，用来存储路由器管理信息，该存储路由器管理信息中保持有与网络连接的节点和用户通信终端之间的连接信息；会话信息解析单元，在上述用户终端之间对会话进行分析并加以传送；其特征在于，上述会话QoS控制装置还具有用户级别数据库，用来存储用户级别信息，该用户级别信息可用于由上述会话信息解析装置决定通信对方的用户通信终端的用户请求；会话QoS控制单元，根据上述会话管理信息、上述用户通信终端·路由器管理信息、和上述用户级别信息，来决定用户会话质量策略；上述通信终端具备用户会话状态检测装置，用于检测上述通信终端的用户状态和会话QoS状态的变化，并能够发送其结果。上述路由器根据来自上述会话QoS控制装置的指令，设定用户会话QoS策略。
8.根据权利要求7的会话QoS控制系统，其特征为在用户会话状态检测单元中根据检测结果来更新用户级别信息。
9.根据权利要求7或8记载的会话QoS控制装置，其特征为用户会话状态检测单元能够检测用户的声音质量。
10.一种会话QoS控制方法，其特征在于，在具有通信终端、路由器和会话QoS控制装置的系统中，通过通信终端检测包括会话状况的变化和用户状态的变化的会话状态信息，根据该检测的会话状态信息，在会话管理数据库中检索当前的会话管理信息；在用户级别数据库中检索登录的用户要求信息，分析用户会话信息，以便决定会话的动作；根据上述分析的结果，将质量控制指令向路由器发送；根据上述发送的质量控制指令，在上述路由器设定用户会话QoS策略。
全文摘要
本发明用来提供会话QoS控制方式，在可进行QoS策略设定的用户会话通信过程中对每个用户会话的QoS请求进行解析，并防止数据包中继延迟和终端的负载增加。具有会话管理数据库，用来存储用户通信终端之间的会话管理信息；用户通信终端·路由器管理数据库，存储路由器管理信息，保持有与网络连接的节点和用户通信终端之间的连接信息；会话信息解析单元，在与用户终端之间对会话进行分析并加以传送；还具有用户级别数据库，存储用户级别信息，保持有用于通过会话信息解析装置来决定通信对方的用户通信终端的用户请求；会话QoS控制单元，根据会话管理信息、用户通信终端·路由器管理信息、和用户级别信息，来决定用户会话质量策略。
文档编号H04L29/06GK1617511SQ20031011429
公开日2005年5月18日 申请日期2003年11月12日 优先权日2003年11月12日
发明者池田博树, 田边史朗, 汤本一磨, 矢野正 申请人:株式会社日立制作所